CN102265000A - 用于连接锤夹叶片、相关的压缩机毂、压缩机和涡轮引擎的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锁定装置，可以圆形方式将设置有锤型基底(5)的成组叶片锁定在涡轮引擎压缩机毂(3)的边缘上，所述边缘包括：在其外表面上的用于容纳所述成组叶片的基底(5)的周向槽(4)，和围绕所述槽的两个肩(7)，肩的表面形成保持叶片的支承部，该边缘还包括：设置在至少一个肩(7)中的切除部(8)，以使所述叶片的基底(5)可插入槽(4)中，该装置包括：使叶片在槽中固紧以防平移的机构(10)，适于位于两个连续叶片之间的槽(4)中并进而在槽中通过连接机构被保持以防平移，所述载体的形状适于安装在切除部(8)中并沿周向设置在肩(7)的至少一个接合表面(9a，9b)上。

Description

用于连接锤夹叶片、相关的压缩机毂、压缩机和涡轮引擎的装置

技术领域

本发明的领域是涡轮引擎领域，且更具体地是用于保持所述涡轮引擎的压缩机叶片的装置的领域。

背景技术

涡轮引擎通常包括一个或多个压缩机，压缩机被设计为将吸入空气入口的空气压缩并之后将其引入燃烧室中，空气在燃烧室中用于燃烧喷射燃料和提供所希望的推进力。压缩机叶片对于其连接到对应毂的方式而言基本上为两种类型。一些叶片具有所称的杆紧固件，即，他们通过插入为此设置的壳体中的部分而被保持在毂上；其他叶片具有锤型紧固件，即，叶片根部的形状是展开的，形成滑入毂边缘外面中凹入的周向周边槽中的球形。在此后一种情况下，所述边缘具有凹入的半圆形截面，由两个肩顶起，其内面具有支撑表面，通常被称为支承表面，用于当被施加离心力时保持叶片。

各叶片通过其根部被连续插入所述周边槽或紧固件中，直到其被完全地充满。为了使叶片接合在周边槽中，在侧向肩中形成插入凹口，其可供叶片根部的球形端穿过。提供锁定装置以保持与此凹口相反设置的被引入的最后叶片，和防止叶片再次脱出。这种装置通常还具有保持叶片以防圆形旋转的功能和防止叶片由于被施加于其上的空气动力学力的作用而被驱动的功能。在用于插入叶片的这些凹口的侧部，通常定位一个或两个凹口用于锁的插入，所述凹口使得可将锁插入周边槽中以将叶片以圆形方式锁定。

如在本申请人的专利FR 28101366中所公开的那样，所述锁通常包括：撑靠周边槽底部并处于被引入的最后叶片的平台上的部分，用于提供对其的锁定以防圆形平移；和夹紧机构，例如螺丝，其可从槽的外侧触及。对此，通常在被引入的最后叶片的平台中形成切除部，以获得用于夹紧工具的通路。结果，压缩机的至少两个叶片、且更常见地为四个叶片，当锁被布置在用于插入叶片的凹口的每侧上时，不同于压缩机级的其他叶片。

与这种构造相关的缺陷在于：首先，妨碍叶片的互换性，结果必须形成两个基准点；第二，要求在周边槽的肩中形成至少两个凹口，其中一个用于所述插入叶片的凹口，另一个或甚至两个用于所述插入锁的凹口。因此，许多更多的铣削操作必须执行并由此与其相关，存在如铣削操作执行不利情况下部件不兼容的额外风险，这对于执行操作而言特别难以处理。

专利申请EP 1650405也是已知的，所述专利申请公开一种用于使叶片在毂的槽中固紧以防平移的系统，其中使用穿过槽并固定到毂肩径向延伸部的螺钉的系统。在此构造中所需的螺钉的数量特别大，用于固紧的系统通过毂肩中的钻孔被保持。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种不具有某些现有技术缺陷的用于连接叶片的系统而弥补这些缺陷，特别是允许锁定压缩机级的锤夹叶片而不妨碍所述叶片的互换性。其还能够在压缩机毂的肩上仅执行一个铣削操作以引入叶片，并消除曾经对引入相关的锁而言必要的那些操作。

为此，本发明的主题在于：一种锁定装置，其设计为可以圆形方式将设置有锤型根部的成组叶片锁定在涡轮引擎压缩机毂的边缘上，所述边缘包括：在其外面上的设计为容纳所述成组叶片的根部的周向槽，和围绕所述槽的两个肩，所述肩的面形成用于保持所述叶片的支承表面，所述边缘进一步包括：形成在至少一个所述肩中的切除部，以使所述叶片的根部能够被插入所述槽中，所述装置包括：用于使所述叶片在所述槽中固紧以防平移的机构，其可设置在两个连续叶片之间的所述槽中并进而在所述槽中由一支撑部保持以防平移，在该支撑部上其可利用一固定机构组装。本发明的特征在于，所述支撑部在形状上适于装配在所述切除部中和沿周向支承在所述肩的至少一个配合表面上。

通过这样的构造，叶片在槽中利用一简单装置被固紧以防平移，这种简单装置仅包括三个元件并仅需要毂的肩中一个的单一的切除部，而不需要用于使所述机构穿过以固紧叶片的钻孔。优选地，所述固紧机构在形状上适于在所述叶片安装过程中不妨碍所述叶片，使得所述成组叶片能够由相同叶片组成。

由于叶片平台不受影响，因而不可能在叶片之间进行区分，对于相同组的所有叶片可采用单一的设计。

优选地，所述支撑部在形状上适于沿与所述涡轮引擎的轴线大致平行的方向插入所述切除部中。

在一个具体实施例中，所述支撑部的形状完全为在所述开放肩中形成的所述切除部的形状。这样，确保压缩机毂的正确平衡。

有利地，所述用于紧固以防平移的机构包括：上块，其可设置在两个连续叶片的根部之间，以使所述叶片在所述槽中保持以防平移；和一基底，其可设置在所述叶片的根部之下的所述槽的底部处。这样，用于紧固以防平移的机构通过其上块确保固紧叶片以防圆形平移的功能，而同时进而当被施加离心力时通过固紧基底的叶片根部被保持。

优选地，所述上块大致具有平行六面体的形状，包括与所述涡轮引擎的轴线平行取向的两个壁，并能够与将被保持的所述叶片的根部的对应面配合。

在一个具体实施例中，所述基底包括：在所述上块的下部分的两侧上切向于所述槽延伸的至少两个区部。

优选地，所述上块包括第一钻孔，所述支撑部包括第二钻孔，这两个钻孔的轴线取向以当所述锁定装置定位于所述毂上时对准。

优选地，所述固定机构是穿过所述两个钻孔的螺钉，所述支撑部具有与所述螺钉的轴线垂直的支承面。

本发明还涉及一种用于涡轮引擎的压缩机毂，其设计为承载设置有锤型根部的成组叶片，所述毂的边缘包括：在其外面上的设计为容纳所述成组叶片的根部的周向槽，和围绕所述槽的两个肩，所述肩的面形成用于保持所述叶片的支承表面，所述边缘进一步包括：形成在至少一个所述肩中的切除部，以使所述叶片的根部能够被插入所述槽中，其特征在于，所述切除部在形状上适于容纳所述支撑部，以保持用于使如前公开的锁定装置的叶片固紧的所述机构，所述肩包括用于所述支撑部的周向支承的配合表面。

本发明进一步涉及一种涡轮引擎压缩机，其除了涡轮引擎压缩机以外，包括至少一个如前公开的毂，涡轮引擎压缩机包括：设置有锤型根部的成组叶片，和如前公开的锁定装置。本发明最后涉及一种包括这种压缩机的涡轮引擎。

附图说明

在以下仅利用示例性且非限制性示例参照附图给出的对本发明实施例的详细的示例性描述，本发明将被更清楚地理解，且本发明的进一步的目的、细节、特征和优点将显得更清楚，其中：

图1是涡轮引擎压缩机的纵截面视图，其中包括具有杆紧固件的叶片和具有锤型紧固件的叶片；

图2是根据本发明实施例的设置有用于将叶片锁定以防圆形平移的装置的肩的切除部的立体图，其中毂为叶片支撑部；

图3是根据本发明实施例的能够容纳锁定装置的压缩机毂的侧视图，其中叶片位于毂的周边槽中；

图4是根据本发明实施例的用于将安装在周边槽中的叶片锁定以防平移的机构的立体图；

图5是根据本发明实施例的用于固定一锁的机构的支撑部的立体图；

图6是根据本发明实施例的锁及其固定机构的支撑部在它们各相对位置中的立体图；

图7是根据本发明实施例的锁的立体图，其中锁在压缩机毂的周边槽中的叶片之下的位置。

具体实施方式

参见图1，在截面图中可见涡轮引擎压缩机包括由交替的可动叶片1和固定叶片2构成的连续级。可动叶片1由压缩机毂3的边缘承载。位于图中左方的两个第一级的叶片通过钻孔固定，而随后级的叶片使用锤型紧固件系统滑动到凹入所述边缘的外面中的周边槽4中(注意：在全文的描述中，术语“外”被理解为相对于涡轮引擎旋转轴线的沿径向最远的部分)。

参见图2，可见压缩机毂3的边缘的外面从周边槽4凹入，其中叶片1的根部5在周边槽4中滑动。在叶片区域的周边槽4完全被其平台6覆盖。毂3的边缘具有两个肩，其中一个肩为开放肩7，具有开通到边缘外面上的切除部8，叶片根部5能够穿过切除部8。此切除部构成用于叶片插入的孔，所有叶片1在装配到槽4中时穿过该孔。切除部8在毂的周界上受限于与毂3的旋转轴线平行而延伸的两个平行面9a和9b；切除部沿径向受限于也与此旋转轴线平行但与面9a和9b的平面垂直的平面形状，其形成用于切除部的基底9c。在所示实施例中，切除部8从肩7的边缘沿径向向外开放。

参见图3，可见叶片1具有其根部5，根部5在从毂3的外面凹入的周边槽4中就位。叶片平台6支承抵靠其完全覆盖的毂的外面的两个肩7和7’。在图中还显示出，叶片根部5在其插入到周边槽4的过程中遵循的路径A。位于槽4中的叶片根部5具有与槽基底的间隙，这使得将被插入此处的叶片被部分地锁定，如将在下文中进一步描述的那样。

在图4中，显示出锁10，形成使叶片1固紧免于平移的机构，其具有当叶片全部被引入周边槽中时使叶片锁定在周边槽4中的功能。这种锁10具有大致平行六面体形状的上块11，不过这种形状并非是必须的，其具有两个侧壁11a和11b，侧壁11a和11b被设计为与叶片根部侧面配合以用作支撑部。该锁还具有基底12，上块11安置在该基底12上，基底12的下形状适配于周边槽4的基底的形状。这种基底(并非必须地)显示为上块支撑部的形状，并通过四个区部12a至12d沿侧向延伸，各个区部相互分开并连接到上块11的四个下角部。

所述区部在它们的上面上和它们的下面上是平坦的，并复制为当锁位于周边槽的底部中时与其配合的周边槽的形状。这些区部的厚度小于当叶片位于槽中时在叶片1的根部5与槽4之间存在的间隙(如图3中所公开的那样)，这样它们可安置在周边槽4的基底上并沿周向在叶片1的根部5的下方延伸，而不会造成干扰。

上块11在两侧上被第一钻孔13沿与区部12a至12d的主方向垂直的方向横穿，第一钻孔13位于基底12区域的上方，并定位为使其当锁10在周边槽4中就位时与切除部8位置相对。

图5显示出支撑部20形成用于锁10的固定机构(未示出)的支撑部，并当其位于周边槽4中时提供对其锁定以防平移。如图所示，支撑部的形状(此形状并非必须)完全为毂3的开放肩7的凹入切除部8的形状。支撑部除了将锁锁定以防平移的功能以外，还被设计为填充将成组叶片1引入周边槽4中之后由此切除部留下的空间。支撑部具有两个相互平行的平坦面21a和21b，当支撑部位于开放肩7中时，平坦面21a和21b平行于切除部8的面9a和9b。支撑部还被第二钻孔23横穿，在装置20定位在切除部8中且锁10与此切除部相对布置之后，第二钻孔23的轴线与锁10中形成的第一钻孔13的轴线重合。考虑这种相对布置，则固定机构可有利地为横穿支撑部20和锁10的螺钉。第二钻孔23在支撑部20的外面上向外开放，并处于支承面22上，支承面22形成围绕第二钻孔23的平坦表面，并在其上支承所述螺钉。

图6显示出当锁10和支撑部20均定位在毂3的边缘上时它们的相对位置。在此位置，两个钻孔13和23具有共线的轴线。固定机构，例如螺钉(未示出)，可穿过两个钻孔以提供通过支撑部20对锁10的锁定，从现在开始，通过支撑部20的面21a和21b与切除部8的面9a和9b的配合，防止锁的周向移位的可能性。

图7显示出位于周边槽4的基底中的锁10和位于所述周边槽中的叶片1。此图显示出当所有叶片1插入周边槽4中时锁的定位位置，不过与所示叶片对称的叶片出于使图易于看清的原因而未示出。通过使包括叶片和锁的组件在周边槽4中滑动，锁10已经与切除部8相反定位。叶片1的根部5定位以支承抵靠上块11的侧壁11b并覆盖锁10的基底12的区部12c和12d。叶片平台6覆盖所述组件并安置为邻靠毂3的外面。

现在将公开根据本发明实施例而使用用于锁定叶片以防平移的装置将成组叶片安装在包括切除部的压缩机毂上。

每个叶片1初始以倾斜方式显示，与形成在开放肩7中的切除部8相对设置，其中叶片平台6的与切除部相对的端定位为支承抵靠不开放的肩7’。通过使此端与保持接触在肩7’上，叶片1沿由图3所示箭头A的方向倾斜，以使根部5穿过切除部8的两个面9a和9b之间，直到平台6的另一端支承抵靠毂3的外面，此时在开放肩7的区域中。

一旦叶片根部5被引入且平台6安置在毂3的外面的两个肩上，则叶片1在周边槽4中自由旋转运动，并可朝向切除部的右方或左方移位，以打开所述切除部和使其可用于定位另一叶片1。一旦所涉及级的成组叶片的所有叶片1(除此两个以外)均定位，则操作者使最后的叶片偏移(例如，向左偏移)，而同时防止首先定位的叶片(现在定位到切除部8的右方)定位在切除部8之前。为此，操作者只需使叶片相对于彼此堆叠，而且所有平台6相接触即可。由此在切除部8之前留下的空间允许锁10被置于首先定位叶片与最后定位叶片之间的周边槽4中。考虑通常在各叶片的各平台之间存在的周向间隙并考虑锁的总长度小于两个平台的长度，则周边槽中可用的长度足以使锁10能够无困难地定位。

然后，操作者沿一个方向或另一方向转动该包括叶片1和锁10的组件，以使锁的上块11偏移，从而使其位置不与切除部8相对。然后，操作者将组中倒数第二个叶片1以与前述叶片相同的方式插入周边槽4中。这种操作可通过以下事实实现：在叶片1的根部5与周边槽4的基底之间的径向间隙大于区部12a至12d的厚度；叶片根部因而可进入周边槽4中而不妨碍这些区部。然后，操作者再次旋转成组叶片和锁10，此时沿与先前方向相反的方向，直到上块11经过切除部8之前，与切除部8相对定位的周边槽4的部分再次打开。然后，操作者在他/她已经完成倒数第二叶片之后将组中的最后叶片1插入。

仍然提供对所述组的锁定以防在周边槽4中圆形移位。为此，操作者将所述组向回移动，直到锁10的上块11与切除部8相对定位。操作者将支撑部20插入切除部8的两个面9a和9b之间，并处于开放肩7的周向延伸部中，然后使用为此目的提供的螺钉类型的固定机构将所述支撑部20固定到锁10上。

然后，该组件通过装置20的面21a和21b与切除部8的面9a和9b之间的配合在周边槽中被锁定以防旋转。随后，由螺钉类型固定机构固定的锁10及其支撑部20由两个最后插入的叶片1的根部5，通过首先在周边槽4中，其次在切除部8中对离心力的反应而被保持：锁的区部12a至12d通过此力的作用而支承抵靠这两个叶片的根部5，并进而通过毂3的边缘的肩7和7’的支撑表面被保持。

本发明已公开为具有被制成为单件的锁10的支撑部20，该支撑部可从开放肩7上拆除，因为此支撑部位于用于插入叶片的孔的区域中。由于本发明基本上基于以下事实：存在用于锁定以防平移的装置，其支承在连接到毂的肩中的一个的支撑部上，因此可想到，在前述公开的形式中，将由支撑部20和切除部8提供的锁定以防平移和提供用于插入叶片的孔的两种功能分离。因而锁定可通过供固定机构穿过的简单的口实现，所述口横穿叶片平台之下的开放肩7；用于插入叶片的孔由此可位于毂3边缘周界上的任何其他位置。

虽然本发明已经针对多个具体实施例进行了公开，但不言而喻的是，本发明包括处于本发明范围内的针对所公开机构及其组合的所有技术等同物。

Claims (13)

1.一种锁定装置，被设计为允许以圆形方式将设置有锤型根部(5)的成组叶片(1)锁定在涡轮引擎压缩机毂(3)的边缘上，所述边缘包括：在其外面上的被设计为容纳所述成组叶片的根部(5)的周向槽(4)，和围绕所述槽的两个肩(7，7′)，所述肩的面形成保持所述叶片(1)的支承表面，所述边缘进一步包括：形成在至少一个所述肩(7)中的切除部(8)，以使所述叶片(1)的根部(5)能够插入所述槽(4)中，所述装置包括：

-用于使所述叶片在所述槽中固紧以防平移的机构(10)，其可定位于在两个连续叶片之间的所述槽(4)中并进而在所述槽中通过支撑部(20)被保持以防平移；

-支撑部(20)，在该支撑部上能够利用固定机构组装；

-固定机构，

其特征在于，所述支撑部的形状适于安装在所述切除部(8)中，并沿周向支承在所述肩(7)的至少一个配合表面(9a，9b)上。

2.如权利要求1所述的锁定装置，其中，所述固紧机构(10)的形状适于在所述叶片安装到所述槽中的过程中不妨碍所述叶片(1)，使得所述成组叶片能够由相同叶片(1)组成。

3.如权利要求1或2所述的锁定装置，其中，所述支撑部(20)的形状适于沿与所述涡轮引擎的轴线大致平行的方向被插入所述切除部(8)中。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的锁定装置，其中，所述支撑部(20)的形状完全为在所述开放肩(7)中形成的所述切除部(8)的形状。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的锁定装置，其中，所述用于紧固以防平移的机构(10)包括：上块(11)，该上块可位于两个连续叶片(1)的根部(5)之间，以使所述叶片在所述槽(4)中保持以防平移；和基底(12)，该基底可设置在所述叶片的根部(5)之下的所述槽(4)的底部处。

6.如权利要求5所述的锁定装置，其中，所述上块(11)大致具有平行六面体的形状，包括与所述涡轮引擎的轴线平行取向的两个壁(11a，11b)，并能够与将被保持的所述叶片的根部(5)的对应面配合。

7.如权利要求5或6所述的锁定装置，其中，所述基底包括：在所述上块(11)的下部分的两侧上切向于所述槽(4)延伸的至少两个区部(12a，12b，12c，12d)。

8.如权利要求5至7中任何一项所述的锁定装置，其中，所述上块(11)包括第一钻孔(13)，所述支撑部(20)包括第二钻孔(23)，这两个钻孔的轴线的方向在所述锁定装置定位于所述毂(3)上时对正。

9.如权利要求8所述的锁定装置，其中，所述固定机构是穿过所述两个钻孔(13，23)的螺钉，所述支撑部(20)具有与所述螺钉的轴线垂直的支承面(22)。

10.一种用于涡轮引擎的压缩机毂，其设计为承载设置有锤型根部(5)的成组叶片(1)，所述毂的边缘包括：在其外面上的周向槽(4)，该周向槽(4)设计为容纳所述成组叶片的根部(5)；和围绕所述槽的两个肩(7，7′)，所述肩的面形成保持所述叶片(1)的支承表面，所述边缘进一步包括：形成在至少一个所述肩(7)中的切除部(8)，以使所述叶片(1)的根部(5)能够插入所述槽(4)中，

其特征在于，所述切除部的形状适于容纳所述支撑部(20)，以保持用于使如权利要求1至9中任何一项所述的锁定装置的叶片固紧的所述机构(10)，所述肩包括用于所述支撑部的周向支承的配合表面(9a，9b)。

11.一种涡轮引擎压缩机，包括至少一个如权利要求10所述的毂。

12.如权利要求11所述的涡轮引擎压缩机，包括：设置有锤型根部(5)的成组叶片(1)，和如权利要求1至9中任何一项所述的用于所述叶片的锁定装置。

13.一种涡轮引擎，包括如权利要求12所述的压缩机。

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